【聚焦】巴斯夫在中国申请专利:两个惊人发现可使水漆低温固化,产品应用超强

2021-08-10 15:00:46 sunadmin 0

       8月8日获悉,德国巴斯夫涂料有限公司于今年8月6日公开了一项发明专利“水性涂料的低温固化”,发明人为G·乔希,C·J·帕特尔,P·阿马拉曼纳,K·M·特里,P·坦基,张青岭,R·拉索德。专利摘要显示,本发明涉及一种含水底涂层组合物,发明特别涉及一种涂敷基材的方法和该含水底涂层组合物在改善底涂层材料的性能特性中的用途以及使用该底涂层组合物生产的涂料。


      水性涂料组合物由于日益严格的环境法规而在汽车修补漆市场需求旺盛。也存在修理生产线对OEM底涂层的需求。传统上,在OEM市场中确保对修补漆存在合适的颜色匹配并且对于所有在工厂喷涂的颜色防止少量的特殊低温烘烤底涂层。对于汽车修补漆市场或OEM市场而言,商业上可接受的水性涂料组合物必须满足某些要求。水性涂料组合物必须在环境温度或者稍高的温度下固化并且显示出良好的适用期、耐水性、附着力和硬度。已经由生产线已知的OEM底涂层不会在例如80‑140℃范围内的低温下固化而提供足够的性能。传统上讲,双组分异氰酸酯透明涂层组合物在现有技术中已知并且被描述为提到该问题。但是,修补漆中的这些组合物通常在开放工厂中手工喷涂并且可能是有害的。因此,要求没有活性异氰酸酯的涂料组合物。


      为了改善水性涂料组合物的性能特性,已经将碳二亚胺交联剂包括在这些组合物中。在现有技术中,具有碳二亚胺交联剂或酸催化剂的溶剂性涂料组合物和水性涂料组合物是已知的并且例如描述于下列文献中。


     EP 0610533 A1公开了一种作为制品的多层涂料的透明涂层的双包装涂料组合物,包含(A)(a1)丙烯酸系树脂,(a2)添加剂,(B)(b1)聚碳二亚胺,(b2)任选地,选自多异氰酸酯、氨基塑料及其混合物的交联剂;和(b3)添加剂。EP 1539894 B1公开了包含至少一种碱中和的含活性氢的成膜树脂和水分散性碳二亚胺交联剂的水性涂料组合物。EP 0709415 B1公开了一种包含树脂组分、固化剂、路易斯酸催化剂和颜料的可固化底涂层组合物。US 6,084,038 A公开了一种包含具有至少一个氨基甲酸酯基团或末端脲基并且具有内酯或羟基羧酸结构部分的化合物、聚合物树脂和固化剂的可固化涂料组合物。


      US 6,239,212 B1公开了一种包含氨基甲酸酯官能材料、交联剂和羟基官能聚硅氧烷组分的可固化涂料组合物。US 8,981,005 B2公开了包含具有盐基团的聚碳二亚胺和不同于该聚碳二亚胺的成膜树脂的涂料组合物。WO 2018/022788 A1公开了包含聚合物树脂、酸固化催化剂和1,1‑二活化乙烯基化合物的酸催化涂料组合物。US 2016/0175886 A1公开了一种包含至少一种包含底涂层材料的第一底涂层的多层彩色和/或效应漆体系,其中该底涂层材料包含至少一种基料、至少一种彩色或效应颜料和至少一种水溶性或水分散性腐蚀抑制性低聚物或聚合物组分。


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      现有技术中所公开的方法和组合物具有局限性。上述现有技术中所述组合物不能提供可以在低温下固化以保护热敏组分的涂料组合物。在汽车OEM应用中,甚至在车辆完全装配之后存在需要修补的最终装配体的热敏组分。现有技术中公开的标准水性底涂层组合物在更低温度下不能充分固化并用来提供所要求的薄膜性能。现有技术中已知的OEM底涂层通常与在喷涂的同时可能危险且有害的双组分异氰酸酯透明涂层一起使用。由于汽车OEM市场的需求不断增加,因此需要一种可以客服上述缺陷并提供低温固化的改进涂料组合物。


      因此,本发明的目的是要提供一种可以在低温下,优选在≥80℃至≤140℃范围内的温度下固化并且此外提供改善的薄膜性能如硬度、打磨性/抛光性和附着力的含水底涂层组合物。本发明的另一目的是要提供一种涂敷方法,包括在低温下,优选在≥80℃至≤140℃范围内的温度下固化所施涂层。


      惊人地发现如下文所述包含至少一种酸固化催化剂和至少一种聚碳二亚胺的涂料组合物提供了改善的薄膜物理性能如硬度、打磨性/抛光性和附着力。此外,出人意料地发现该用下文所述涂料组合物涂敷基材的方法更为有效并且能够在≥80℃至≤140℃范围内的低温下固化。


      本发明再一方面涉及下文所述含水底涂层组合物在汽车涂饰、工业涂料、修补涂料、油漆和木材涂料中的用途。本发明另一方面涉及一种涂有下文所述含水底涂层组合物的制品。本发明具有下列优点中的至少一种:(i)本发明的含水底涂层组合物可以在≥80℃至≤140℃范围内的低温下充分固化。(ii)本发明的含水底涂层组合物提供改善的薄膜物理性能如硬度、打磨性/抛光性和附着力。(iii)该含水底涂层组合物可以在打磨的OEM车身板上喷涂,甚至于修补透明涂层一起作为修补层的一部分。(iv)该含水底涂层组合物可以与不含活性异氰酸酯的透明涂料一起用于开放工厂中以在以前难以达到的温度下实现薄膜物理性能如硬度、打磨性/抛光性和附着力。这样保护工人以防异氰酸酯的任何暴露。


      对本发明而言,该含水底涂层组合物优选可以通过任何常规施涂方法施涂于该基材。施涂方法的代表性实例包括但不限于喷涂、刮涂、铺展、浇注浸涂、浸渍、淋涂或滚涂。对于该施涂,待涂敷基材本身可以静止,其中移动施涂单元或设备。或者,可以移动待涂敷基材,更具体为卷材,其中施涂单元相对于该基材静止或者适当移动。优选的施涂方法是空气喷涂、无空气喷涂、高速旋转、静电喷施,单独或者例如与热喷施如热空气喷涂结合。


      将底涂层组合物用作用于汽车涂饰和一般工业涂装中的赋色中间体。通常将该底涂层组合物施涂于已经用烘烤的(完全固化)底漆二道浆预处理的金属基材。所用基材还可以包括现有涂料体系,其任选也可以要求预处理(例如通过打磨)。为了保护底涂层薄膜尤其以防环境影响,通常在其上施涂至少一层额外的透明涂层薄膜。这通常以湿碰湿工艺进行,即在该底涂层薄膜没有固化下施涂该透明涂层组合物。然后进行固化,最后与该透明涂层一起固化。


      本发明的底涂层涂敷基材和透明涂层涂敷基材的固化优选可以在一定静置时间之后进行。该静置时间例如用于涂膜的流平和脱气或者用于蒸发挥发性成分如溶剂。该静置时间可以通过施加升高的温度和/或通过降低大气湿度加速和/或缩短,若这不会对涂膜引起任何破坏或变化情形,如早期完全交联的话。


      涂料的热固化就方法而言没有特别之处,但是按照常规且已知的方法,如在强制空气烘箱中加热或用IR灯辐照而进行。该热固化也可以分阶段进行。另一优选的固化方法是用近红外(NIR辐射)固化。该固化优选有利地在≥80℃至≤140℃,更优选≥80℃至≤110℃的更低温度下进行,并且这使得可以保护汽车部件的热敏组件。


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      本发明另一方面涉及上下文所述含水底涂层组合物在汽车涂饰、工业涂料、修补涂料、油漆和木材涂料中的用途。对本发明而言,上下文所述含水底涂层组合物可以用于几种应用中,后者包括但不限于汽车OEM涂饰、安装于汽车和/或轻型货车中或其上的部件的涂饰、汽车修补漆、修补涂料、油漆、木材涂料和家具涂料。


      本发明再一方面涉及一种涂有上下文所述含水底涂层组合物的制品。本发明的含水底涂层组合物非常适合在运输工具(尤其是机动车辆,如自行车、摩托车、公共汽车、卡车或小汽车)的车身或其部件上;在大厦的内部和外部上;在家具、窗户和门上;在塑料模制品,尤其是CD和窗户上;在小型工业部件上,在线圈、容器和和包装上;在白色物品上;在薄膜上;在光学、电气和机械组件上;以及还有在中空玻璃器皿和日用品、木材涂料和家具涂料上作为装饰性、保护性和/或效应涂层和涂饰层。


      因此,本发明的含水底涂层组合物例如可以施涂于未涂敷或预涂敷基材,其中本发明的涂料组合物被着色或者未被着色。本发明的含水底涂层组合物可以用于汽车OEM涂饰的技术上和美学上要求特别高的领域中以及用于涂敷安装在车体中或车体上的塑料部件,更特别的是用于豪华汽车的车体,例如用于生产车顶、天窗、挡板、叶子板、保险杠、阻流板、窗板、防护条、内饰板等,以及用于涂饰商用车辆,如卡车,链条传动的建筑工程车辆,如起重车、轮式装载车和混凝土搅拌车,公共汽车,铁路车辆,船舶,飞机,以及还有农业设备如拖拉机和联合收割机,及其部件。塑料的代表性实例包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、取向聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺。本发明的含水底涂层组合物还可以用于汽车修补,其中汽车修补不仅包括在生产线上修补OEM涂饰层,而且例如包括修补局部缺陷,如划痕、石屑损伤等,以及还有在相应机修车间和车漆店中完全重涂以提升车辆价值。(涂界)


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